تتميز بطاريات الليثيوم أيون بكثافة طاقة عالية، وعمر تشغيلي طويل، وأداء شحن وتفريغ ممتاز. مع ذلك، عندما يحدث قصر داخلي في بطارية الليثيوم أيون، فهذا يعني ظهور مسار توصيل غير طبيعي بين القطبين الموجب والسالب داخل البطارية.
في الظروف العادية، تتوزع أيونات الليثيوم وتُستخلص بانتظام بين القطبين الموجب والسالب عبر الإلكتروليت أثناء عمليتي الشحن والتفريغ، ويمنع الغشاء بشكل فعال التوصيل المباشر للإلكترونات بينهما. مع ذلك، عند حدوث قصر داخلي، يتلف العزل بين القطبين، ما يسمح للإلكترونات بتجاوز مسار الدائرة الطبيعي والتدفق مباشرة من القطب الموجب إلى القطب السالب، مُشكلةً قصرًا منخفض المقاومة. يؤدي هذا المسار غير الطبيعي للتيار إلى سلسلة من العواقب الوخيمة، ويُعدّ أحد أهم أسباب تعطل البطارية.
الأسباب الشائعة لحدوث قصر الدائرة في بطاريات الليثيوم أيون
(1) عيوب التصنيع
شوائب المعادن: أثناء عملية تصنيع بطاريات الليثيوم أيون، إذا لم يتم التحكم بنظافة بيئة الإنتاج بشكل جيد أو احتوت المواد الخام على شوائب معدنية، فقد تختلط هذه الشوائب المعدنية بالبطارية. وعندما تخترق جزيئات الشوائب المعدنية غشاء البطارية وتلامس الأقطاب الموجبة والسالبة، يتشكل مسار موصل بينهما، مما يؤدي إلى حدوث قصر داخلي.
نتوءات الأقطاب الكهربائية: أثناء عملية تصنيع القطب الكهربائي، إذا لم تتم العملية بشكل صحيح أو لم تكن المعدات دقيقة بما فيه الكفاية، فقد تتشكل نتوءات صغيرة على حافة القطب. قد تخترق هذه النتوءات غشاء القطب تدريجيًا مع استخدام البطارية، مما يتسبب في حدوث ماس كهربائي داخلي.
(2) التلف أثناء الاستخدام
الإجهاد الميكانيكي: تتعرض بطاريات الليثيوم أيون، أثناء استخدامها اليومي، لضغوط ميكانيكية متنوعة. فعلى سبيل المثال، إذا سقط هاتف محمول عن طريق الخطأ أو سارت سيارة كهربائية على طريق وعر، فقد تتعرض البطارية للصدمات أو الانضغاط. وعندما تتعرض البطارية لضغط ميكانيكي كبير، قد تتشوه أو تتلف الأقطاب الكهربائية الداخلية والأغشية وغيرها من المكونات. فعلى سبيل المثال، قد يتمزق الغشاء، مما يؤدي إلى تلامس مباشر بين القطبين الموجب والسالب، وبالتالي حدوث ماس كهربائي داخلي.
تأثير درجة الحرارة: تؤثر درجة الحرارة بشكل كبير على أداء وسلامة بطاريات الليثيوم أيون. فعندما تتعرض البطارية لبيئة ذات درجة حرارة عالية، يتسارع معدل التفاعل الكيميائي داخلها، مما قد يؤدي إلى مشاكل مثل تحلل الإلكتروليت. وفي ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة للغاية، ينخفض أداء الغشاء، وقد ينصهر، مما يؤدي إلى فشل العزل بين القطبين الموجب والسالب وحدوث قصر داخلي. وعلى النقيض من ذلك، في ظل ظروف درجات الحرارة المنخفضة، تزداد المقاومة الداخلية للبطارية ويتباطأ معدل انتقال أيونات الليثيوم، مما قد يتسبب أيضًا في زيادة التيار الموضعي داخل البطارية وحدوث قصر داخلي.
(3) تقادم البطارية
مع ازدياد عدد دورات شحن وتفريغ بطاريات الليثيوم أيون، تبدأ البطارية بالتقادم تدريجيًا. وخلال هذه العملية، تحدث سلسلة من التغيرات الفيزيائية والكيميائية المعقدة داخل البطارية. فعلى سبيل المثال، تتشكل طبقة SEI أكثر سمكًا تدريجيًا على سطح القطب السالب. وقد يؤدي نمو هذه الطبقة إلى تقليل فعالية مادة القطب السالب، وربما إلى ظهور بعض الشقوق. وعندما تتسع هذه الشقوق إلى حد معين، قد يتدهور التلامس بين القطب السالب والإلكتروليت، مما يتسبب في تركيز موضعي للتيار ويؤدي إلى حدوث دوائر قصر داخلية. بالإضافة إلى ذلك، ومع ازدياد عدد الدورات، قد يتغير التركيب البلوري لمادة القطب الموجب، مما يؤدي إلى انخفاض استقرار المادة، وهو ما قد يزيد بشكل غير مباشر من خطر حدوث دوائر قصر داخلية.
تأثير قصر الدائرة في بطاريات الليثيوم أيون
(1) انخفاض سعة البطارية
قد تتسبب الدوائر القصيرة الداخلية في تفريغ البطارية ذاتيًا، حيث تُستهلك كمية كبيرة من الطاقة الكهربائية دون جدوى ولا يمكن إخراجها إلى الخارج لاستخدامها من قِبل الجهاز. وبالمثل، بعد حدوث دائرة قصيرة داخلية في بطارية الليثيوم أيون، ستنخفض سعتها الفعلية المتاحة تدريجيًا، وسيقل عمر الجهاز بشكل كبير.
(2) زيادة المقاومة الداخلية للبطارية
عند حدوث قصر داخلي، يصبح توزيع التيار داخل البطارية غير متساوٍ، وتظهر كثافة تيار عالية في مناطق محددة. لا تؤدي زيادة المقاومة الداخلية للبطارية إلى زيادة فقد الطاقة أثناء الشحن والتفريغ فحسب، بل تقلل أيضًا من كفاءة تحويل الطاقة، وتتسبب في ارتفاع درجة حرارة البطارية أثناء الشحن والتفريغ. إذا بقيت البطارية في حالة مقاومة داخلية عالية لفترة طويلة، فإن عمرها الافتراضي سيتقلص أكثر، مما يُسرّع من تلفها.
(3) زيادة خطر الهروب الحراري
يُعدّ الهروب الحراري أحد أخطر عواقب حدوث قصر داخلي في بطارية الليثيوم أيون. عند حدوث قصر داخلي، تتحول كمية كبيرة من الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية في فترة وجيزة، مما يؤدي إلى ارتفاع حاد في درجة الحرارة داخل البطارية. ومع ارتفاع درجة الحرارة، يزداد التفاعل الكيميائي داخل البطارية، مُولّدًا المزيد من الحرارة، مُشكّلاً حلقة مفرغة. إذا لم يتم تبديد هذه الحرارة في الوقت المناسب وبكفاءة، فعندما تصل درجة الحرارة إلى حدٍّ معين، ستتعرض البطارية للهروب الحراري. في حالة الهروب الحراري، قد تُصدر البطارية دخانًا، أو تشتعل فيها النيران، أو حتى تنفجر، مما يُشكّل خطرًا كبيرًا على السلامة الشخصية والمادية.
لذا، ولتجنب حدوث دوائر قصر في بطاريات الليثيوم أيون، يحتاج المصنّعون إلى تحسين عملية التصنيع؛ كما يحتاج المستخدمون إلى تعزيز إدارة الاستخدام؛ بالإضافة إلى الفحص والصيانة الدورية.
بوسا للطاقة
شركة بوسا للطاقة، بسعة 150 جيجاواط/ساعة وخبرة تزيد عن 400 ألف تطبيق في الحافلات الكهربائية ومركبات الخدمات، تُصنّف ضمن أفضل خمس شركات في صناعة بطاريات الطاقة في الصين. نتعاون مع شركات رائدة مثل يوتونغ وجيلي وداميلر وغيرها.
نُقدّم أيضًا أنظمة تخزين الطاقة للحاويات، وقد سلّمنا 6 جيجاواط/ساعة في عام 2024 (ما يعادل 75,000 وحدة من طراز Model3 ببطاريات سعة 80 كيلوواط/ساعة). في السوق المحلية، نُقدّم خدمات تصنيع المعدات الأصلية (OEM) لشركات Changan وCALB والشبكة الوطنية وPing Gao Electric وXuji electronics وRuineng electronics، وهي موردونا الرئيسيون لأنظمة تخزين الطاقة للحاويات في السوق الصينية.
نحن المورد الأكثر احترافية لبطاريات الليثيوم البحرية في الصين، ويحتل حجم صادراتنا من البطاريات البحرية باستمرار مرتبة بين الثلاثة الأوائل في الصين؛ كما أننا المصدر الأول لوحدات بطاريات الليثيوم في الصين، متخصصون في توفير حلول متنوعة لوحدات بطاريات الليثيوم.
بفضل جودتها وأدائها الممتازين، تحظى منتجاتنا بشعبية واسعة في أكثر من 30 دولة حول العالم. كما نمتلك مستودعات في ألمانيا وهولندا لتوفير مخزون احتياطي يضمن التوصيل السريع لعملائنا.
مُخصّص ومرن
قدرة عالية على التوصيل
تطبيقات واسعة
خبرة واسعة في مجال بطاريات الليثيوم
